CN101097128B - 数字式位移测定器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及根据测杆轴向的位移量来测定被测定物尺寸等的数字式位移测定器。其中，旋转传递部(44)包括：设置在测杆(2)外周的转子支承部件(440)、具有能与卡合槽(23)卡合的卡合部(46)的旋转件(45)、以及设置在该旋转件(45)与转子支承部件(440)之间的螺旋弹簧(48)。旋转件(45)被支承在转子支承部件(440)上并能沿着与测杆(2)的轴平行设置的旋转轴(441)的周向旋转，螺旋弹簧(48)通过旋转件(45)使卡合部(46)向卡合槽(23)施加压力。
Description
技术领域
本发明涉及根据测杆轴向的位移量来测定被测定物尺寸等的数字式位移测定器。
背景技术
作为通常的数字式位移测定器之一的数字式测微器的结构是，包括：本体、螺合在该本体并沿轴向进退的测杆、检测该测杆的位移量的编码器、将根据该编码器的检测值求出的测杆的位移量进行数字显示的显示部。
编码器的结构是，将固定在本体的定子与设置成能够与测杆同步旋转的转子相对配置，检测相对定子的转子的旋转量(角度)，而求得相对本体的测杆的位移量。
图5和图6表示现有的数字式测微器中转子部41的结构。转子43被支承在具有卡合键47的转子支承部件440上。在测杆2的外周面轴向上形成有卡合槽23，卡合键47与该卡合槽23卡合。这样，转子43与测杆2在轴向上的移动无关而被保持在固定位置，且与定子42的间隔保持一定。
测杆2相对于数字式测微器本体一边沿周向旋转一边在轴向上进退。这样，由于与测杆2同步地转子支承部件440也旋转，所以，检测转子43相对定子42的旋转角度并将其变换成测杆2的位移量且进行数字显示。
这样，在数字式测微器中，作为将定子与转子的间隔保持一定并将测杆的旋转向转子传递的旋转传递机构使用如下的机构，即，是将形成在测杆外周面轴向上的卡合槽、能与卡合槽卡合的卡合键和具备该卡合键的转子支承部件组合的机构。
但在这种旋转传递机构中，有可能会由于卡合键的深度位置而产生旋转传递误差。
例如在卡合键的前端与卡合槽之间存在间隙的情况下，会由于该间隙量而产生测杆的旋转不向卡合键传递的游隙区域，从而出现旋转传递误差。此外，在将卡合键强力地按压向卡合槽时，则会妨碍测杆的顺畅进退。
为了避免这样的问题，则需要将卡合键的深度位置精密调整到如下位置，即，使卡合键的前端与卡合槽接触而且卡合键不会向卡合槽施加过度的压力的位置。但这种调整要求有非常精密的操作，会很困难。
为此，人们提出了一种新型的数字式位移测定器(文献：(日本)特开2003-202201号公报)，该数字式位移测定器使用板簧等，使卡合键以适度的力向卡合槽实压，使卡合键与卡合槽没有间隙地卡合。
然而，所述文献记载的测定器，在将转子部和卡合键组装到测杆上时，在操作性存在问题。
在将转子部和卡合键向测杆组装时有两种方法。
第一种方法是，在将转子部向测杆组装后，将卡合键和板簧组装到转子支承部件上。在该方法中，由于转子部能够沿测杆的轴向旋转，所以需要一边按压转子部使其不旋转，一边进行组装作业，因此，操作性非常差。
第二种方法是，在将卡合键和板簧组装到转子支承部件上后，将转子部组装到测杆上。但方法有可能在组装前使卡合键脱落。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种数字式位移测定器，其不需要卡合键的精密的深度位置调整，转子部向测杆的组装容易，并且能够确保测杆顺畅地进退，从而减小旋转传递误差。
本发明的数字式位移测定器包括：本体、螺合在该本体上并在轴向上进退的测杆、以及检测该测杆的位移量的编码器，该轴向为所述测杆的轴向，所述编码器包括：沿所述测杆的周向旋转的转子、以及与该转子隔开规定间隔相对且固定在所述本体上的定子，所述转子被支承在旋转传递部，该旋转传递部具有能够与形成在所述测杆的外周面轴向的卡合槽卡合的卡合部，所述转子与所述定子的间隔保持一定，所述数字式位移测定器的特征在于，所述旋转传递部包括：支承所述转子的转子支承部件、具有能够与所述卡合槽卡合的所述卡合部的旋转件、以及设置在该旋转件与所述转子支承部件之间的压力施加机构，所述旋转件被支承在所述转子支承部件上，而能够沿与所述测杆的轴平行设置的旋转轴的周向旋转，所述压力施加机构通过所述旋转件使所述卡合部向所述卡合槽施加压力。
根据本发明，由于卡合部以适当的力向卡合槽施加压力，且卡合部与卡合槽总是保持相接的状态，因此，不需要卡合键的精密的深度位置调整，能够在确保测杆的顺畅进退的同时减小旋转传递误差。
此外，通过使旋转件向压力施加机构所施加压力的方向相反方向旋转，能够使卡合部向离开测杆的方向移动，从而能够容易进行转子部向测杆的组装。
在本发明中，优选的是所述旋转轴设置在所述旋转件的大致中心部，在所述旋转件的一端部设置所述卡合部，而在其另一端部设置所述压力施加机构。
根据该结构，通过抵抗施加压力而按压旋转件的另一端部，能够使旋转件旋转，使卡合部向离开测杆的方向移动，因此，能够更容易进行转子部向测杆的组装。
本发明的数字式位移测定器，优选的是具有调整所述压力施加机构的施加压力的施加压力调整机构。
根据该结构，由于具有调整压力施加机构的施加压力的施加压力调整机构，所以能适当调整卡合部向卡合槽所施加的压力。
在本发明中，优选的是所述压力施加机构构成为包括螺旋弹簧。
根据该结构，由于压力施加机构包括螺旋弹簧，所以其向旋转件与转子支承部件之间的组装容易。此外，通过改变螺旋弹簧的长度就能调整施加压力。由于容易廉价地购入螺旋弹簧，所以能够降低成本。
在本发明中，优选的是所述压力施加机构构成为包括螺旋弹簧，所述施加压力调整机构构成为，包括通过压缩所述螺旋弹簧来调整施加压力的弹簧压力调整螺钉。
根据该结构，由于施加压力调整机构包括通过压缩螺旋弹簧来调整施加压力的弹簧压力调整螺钉，所以通过旋转弹簧压力调整螺钉，就能容易且精密地调整施加压力。
在本发明中，优选的是所述卡合部的与所述卡合槽卡合的前端部形成球形。
根据该结构，由于卡合部的前端形成球形，卡合部的前端与卡合槽是两点抵接，所以能够可靠地将测杆的旋转向转子部传递，而且能够顺畅地进行转子部向测杆轴向的滑动。
附图说明
图1是本实施方式的数字式测微器的正面图；
图2是本实施方式的数字式测微器的局部剖面图；
图3是本实施方式的数字式测微器转子部的立体图；
图4是本实施方式的数字式测微器转子部的局部剖面图；
图5是将现有的数字式测微器转子部的局部剖切的立体图；
图6是现有的数字式测微器转子部的剖面图。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施方式。
图1是本实施方式的数字式测微器100的正面图，图2是局部剖面图。
图1和图2中，数字式测微器100包括：大致U字形的本体10、螺合在该本体10上并在轴向上进退的测杆2、在本体10内部检测测杆2的位移量的编码器40、和显示测定值的显示器61。
在本体10的一端固定有测砧10A，在另一端设置有支承测杆2能自由滑动的支承部件即支承筒11。支承筒11形成大致圆筒形状，测杆2插入该支承筒11的内周并被支承。支承筒11的内周面沿轴向设置有夹紧套筒161。通过操作设置在本体10外部的夹紧螺钉16，就能使夹紧套筒161锁紧测杆2，而限制测杆2的滑动。本体10上设置有大致圆筒形状的内筒13，通过旋转操作设置在该内筒13外周的套筒3，就能使测杆2相对于测砧10A进退。
测杆2包括：配置在一直线上的测杆本体21、丝杠22和形成在测杆本体21外周面轴向的卡合槽23。测杆本体21和丝杠22可以由一根圆柱状部件形成，也可以分别由不同部件形成。卡合槽23形成剖面是V形。沿测杆2轴向设置的内筒13，其一端部被保持在本体10上，另一端部在内周侧刻制有内螺纹，而与测杆2的丝杠22螺合。
在内筒13另一端部的外周部刻制有外螺纹，与锥螺母14螺合。在该内筒13的刻制有外螺纹的规定部位设置有三个切口，而形成三个分割部15。锥螺母14是调整测杆2与内筒13嵌合的部件。即，当旋转锥螺母14而在内筒13的轴向上进退时，则使三个分割部15的夹紧情况变化，使内筒13的内径变化。这样，通过使内筒13的内径变化，就能调整测杆2与内筒13的嵌合。
另外，在测杆2的端部设置有棘轮机构17，在使测杆2进退而与测砧10A一起夹持被测定物时，为了不过度加压而使被测定物破损，该棘轮机构17用于以恒定压力把持被测定物。
编码器40是静电电容式编码器，其包括：沿测杆2的周向旋转的转子部41、与该转子部41隔开规定间隔相对且被固定在本体10上的定子42。
定子42包括：设置在测杆2外周部的大致圆盘板状的定子环状部、和设置在该定子环状部外周并向本体10内部侧延伸的板状定子长向部。该定子长向部在本体10内部被固定在本体10上。
图3和图4表示本实施方式的数字式测微器100的转子部41的结构。
在图3和图4中，转子部41包括：设置在测杆2外周的旋转传递部44、和被支承在该旋转传递部44上且与定子42的间隔保持一定的圆盘状的转子43。
旋转传递部44包括：支承转子43的转子支承部件440、具有能与卡合槽23卡合的卡合部46的旋转件45、设置在该旋转件45与转子支承部件440之间的压力施加机构即螺旋弹簧48。
转子支承部件440是大致圆筒形的部件，具有以测杆2的轴为中心的中心角135度的扇形板状的缺口部444。缺口部444在转子支承部件440中形成：与测杆2的轴垂直的缺口面440A、与测杆2的轴平行的缺口面440B和440C。
在转子支承部件440的缺口面440A设置有与测杆2的轴平行的圆柱形的旋转轴441。旋转轴441穿过设置于旋转件45上的中心孔451，支承旋转件45能沿旋转轴441的周向旋转。此外，在旋转轴441上与旋转件45的测砧10A侧的面邻接而弹性卡合有卡环453，将旋转件45相对于测杆2在轴向固定。
在缺口面440B上作为施加压力调整机构设置有：与缺口面440B垂直的螺纹孔443和弹簧压力调整螺钉442。弹簧压力调整螺钉442具备：与螺纹孔443螺合的丝杠、和与在旋转件45侧的端面上形成的螺旋弹簧48一端卡合的圆柱形的凸部445。
旋转件45是大致长方体形状的部件，在大致中心部设置有穿过旋转轴441的中心孔451。以旋转轴441为中心在旋转件45的一端部设置有插入并支承卡合部46的卡合部插入孔452，在另一端部设置有与螺旋弹簧48的一端卡合的圆柱状凸部455。
卡合部46具有：穿过卡合部插入孔452的末端部461、圆柱状的本体部462和形成为球形的前端部463。
末端部461按照其轴与本体462的轴重合的方式设置在本体462的旋转件45侧的端面上。末端部461穿过卡合部插入孔452，被固定在旋转件45上。
本体462的测杆2侧的端部中心设置有球形的前端部463。前端部463与测杆2的卡合槽23以两点进行接触。
螺旋弹簧48，其一端与设置在旋转件45底面上的凸部455卡合，另一端与设置在转子支承部件440的缺口面440B上的凸部445卡合。这样，旋转件45以旋转轴441为中心向图4的逆时针方向旋转，而使卡合部46向卡合槽23施加压力。
本实施方式的数字式测微器100的使用方法如下。
在将转子部41向测杆2组装时，用手指按压旋转件45的上面，使旋转件45向使螺旋弹簧48被压缩的方向旋转。于是，由于卡合部46向离开测杆2的方向移动，因此能容易将转子部41组装到测杆2。此外，通过旋转弹簧压力调整螺钉442来压缩螺旋弹簧48，就能调整卡合部46向卡合槽23施加的压力。
在进行测定时，通过旋转操作套筒3，而使测杆2相对于测砧10A进退，使测杆2的端面和测砧10A与被测定物的被测定部位之间抵接。这时，测杆2的旋转通过旋转传递部44传递到转子43。由编码器40检测出的转子43的旋转角度被变换成测杆2的轴向位移量，并被显示在显示器61上。
由于卡合部46以适当的力向卡合槽23施加压力，而卡合部46与卡合槽23总是保持接触的状态，所以能够在确保测杆2的顺畅进退的同时，降低旋转传递误差。此外，由于卡合部46的前端部463以两点与卡合槽23转子部41向测杆2轴向的滑动。
另外，本发明并不限定于本实施方式，在能达到本发明目的范围内的变形、改良等都包含在本发明范围内。
(i)在本实施方式中，将设置在旋转传递部44上的卡合部46设定是一个，将测杆2上与它对应的卡合槽23设置一条，但并不限定于此。例如也可以在旋转传递部44上设置多个卡合部46，与它对应地在测杆2外周面的轴向上设置多条卡合槽23。这时，由于多个卡合部46自由滑动地与测杆2卡合，所以能使转子部41对于测杆2的定位更可靠，从而不会在测杆2与转子部41之间发生松动。
(ii)编码器40只要是检测定子42与转子43的相对旋转量的数字式编码器便可，并不限定于本实施方式所述的静电电容式编码器。例如，也可以是光学式或电磁式等。
(iii)在本实施方式中，作为数字式位移测定器例示了数字式测微器100，但并不限定于此。例如也可以是数字式测微头等，只要是具备与本体10螺合并沿轴向进退的测杆2、和检测该测杆2位移量的编码器40的结构便可。
Claims (6)
1.一种数字式位移测定器，包括：本体、螺合在该本体上并在轴向上进退的测杆、以及检测该测杆的位移量的编码器，该轴向为所述测杆的轴向，
所述编码器包括：沿所述测杆的周向旋转的转子、以及与该转子隔开规定间隔相对且固定在所述本体上的定子，
所述转子被支承在旋转传递部，该旋转传递部具有能够与形成在所述测杆的外周面轴向的卡合槽卡合的卡合部，所述转子与所述定子的间隔保持一定，所述数字式位移测定器的特征在于，
所述旋转传递部包括：支承所述转子的转子支承部件、具有能够与所述卡合槽卡合的所述卡合部的旋转件、以及设置在该旋转件与所述转子支承部件之间的压力施加机构，
所述旋转件被支承在所述转子支承部件上，而能够沿与所述测杆的轴平行设置的旋转轴的周向旋转，
所述压力施加机构通过所述旋转件使所述卡合部向所述卡合槽施加压力。
2.如权利要求1所述的数字式位移测定器，其特征在于，
所述旋转轴设置在所述旋转件的大致中心部，
在所述旋转件的一端部设置所述卡合部，而在其另一端部设置所述压力施加机构。
3.如权利要求1所述的数字式位移测定器，其特征在于，
其具有调整所述压力施加机构的施加压力的施加压力调整机构。
4.如权利要求1所述的数字式位移测定器，其特征在于，
所述压力施加机构构成为，包括螺旋弹簧。
5.如权利要求3所述的数字式位移测定器，其特征在于，
所述压力施加机构构成为，包括螺旋弹簧，
所述施加压力调整机构构成为，包括通过压缩所述螺旋弹簧来调整施加压力的弹簧压力调整螺钉。
6.如权利要求1至5中任一项所述的数字式位移测定器，其特征在于，
所述卡合部的与所述卡合槽卡合的前端部形成为球形。
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